1,5 miljoen euro voor ontwikkeling batterij met silicium-anode

Betere en compactere technologie is volgens ECN een heilige graal voor technologische doorbraken in verschillende sectoren. Voorbeelden zijn elektrische auto's en draadloze elektronica. Beide ontwikkelingen zijn in sterke mate afhankelijk van het beschikbaar worden van batterijen met een grotere capaciteit en levensduur. De prestaties van de huidige lithium-ion (Li-Ion) batterijen verbetert jaarlijks slechts marginaal. De bottleneck bevindt zich hierbij in de anode (minpool) van de batterij die is gemaakt van grafiet. Dit materiaal heeft een beperkte capaciteit om lithium-ionen te binden.

LeydenJar heeft een 100% silicium anode ontwikkeld die als alternatief kan dienen voor de anode van grafiet. Hierdoor kan een batterij worden ontwikkeld waarin de anode een tienmaal grotere capaciteit heeft, waardoor de energieopslag van batterijen met 50% kan worden verbeterd. 

Al langer wordt gekeken naar de mogelijkheid silicium te gebruiken als vervanging voor grafiet. Een belangrijk nadeel van silicium is echter dat het materiaal sterk uitzet bij laden en weer krimpt bij ontladen. Dit maakt het materiaal broos en vergroot de kans op breuken, waardoor silicium voorheen onbruikbaar was als anodemateriaal. Tot nu toe was het alleen mogelijk hele kleine hoeveelheden silicium door het grafiet te mengen.

 

LeydenJar heeft dit probleem weten op te vangen door de anode een specifieke poreuze structuur te geven, waardoor het materiaal werkt als een spons. Deze ontwikkeling komt voort uit het zonnecelonderzoek van ECN, waarbij een plasmaproces genaamd PECVD is ontwikkeld. PECVB maakt het mogelijk maakt dergelijke anodes met een poreuze structuur in massaproductie te nemen. 

Voor het verder ontwikkelen van deze anode heeft LeydenJar nu een kapitaalinjectie van 1,5 miljoen euro ontvangen. Het Zuid-Hollandse proof-of-concept fonds UNIIQ, BOM Brabant Ventures en private investeerder Energy Professionals investeren gezamenlijk 550.000 euro. Eind 2017 haalde LeydenJar daarnaast al een TKI-subsidie binnen met partners TU Delft en ECN, evenals een subsidie van de Metropool Regio Eindhoven. Hierdoor heeft de spin-out van ECN 1,5 miljoen euro beschikbaar voor de ontwikkeling van zijn silicium anode.

Het geld wordt gebruikt om het materiaal en proces door te ontwikkeling, onder meer met als doel een batterij geschikt voor consumentenelektronica te kunnen ontwikkeling. Dit is een tussenstap naar de ontwikkeling van batterijen die geschikt zijn voor toepassing in elektrische voertuigen en opslagsystemen voor duurzame energie. Het materiaal wordt ontwikkeld in Leiden, terwijl de proces- en machineontwikkeling plaatsvindt in Eindhoven. 

Christian Rood, CEO LeydenJar Technologies: “272 jaar na de uitvinding van de Leidse fles (« Leyden Jar ») kan een Nederlandse uitvinding wederom een significante bijdrage leveren aan het opslaan van elektriciteit. We werken daarin samen met de beste Nederlandse en Duitse kennisinstituten, de Europese industrie en met onze financiële partners. Deze financiering biedt ons de kans om op korte termijn een doorbraak te realiseren in lithium-ion batterijen, met een productiemethode die past in de huidige Li-ion fabrieksprocessen.”